RU2136351C1

RU2136351C1 - Cartridge filter

Info

Publication number: RU2136351C1
Application number: RU98116153A
Authority: RU
Inventors: А.Н. Дудов; В.Б. Щипачев; Ю.Н. Белянский; В.А. Ставицкий; Ю.В. Грачев
Original assignee: Тюменский научно-исследовательский и проектный институт природного газа и газовых технологий
Priority date: 1998-08-24
Filing date: 1998-08-24
Publication date: 1999-09-10

Abstract

FIELD: cleaning gases from finely-dispersed liquids and/or mechanical impurities. SUBSTANCE: cartridge filter includes cylindrical perforated skeleton made from pipe with filter material secured on it. Single plates are arranged on this skeleton in its portion on outer surface. Twin plates forming chutes are arranged in lower portion. These chutes are located in intervals formed by single plates where strips of filter material are secured; lower ends of strips are folded and inserted into upper portions of chutes. Strips of filter material are placed between chutes. Filter material is made in form of two layers located concentrically. Inner layer is made in form of strips and outer layer is made in form of sleeve. EFFECT: reduced liquid load on filter material. 3 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности и может быть использовано в абсорберах, сепараторах, разделителях и т.д. для очистки газов от мелкодисперсных капель жидкости и (или) механических примесей. The invention relates to the oil and gas industry and can be used in absorbers, separators, separators, etc. for cleaning gases from fine droplets of liquid and (or) mechanical impurities.

Известен коалесцирующий патрон [см. А.С. СССР 850142, кл. В 01 D 27/00, 1981], содержащий каркас и закрепленный на нем внутренний и наружный опорные элементы, выполненные в виде вязанного рукава, уложенного на каркас по винтовой спирали, между которыми размещен коалесцирующий материал. Known coalescing cartridge [see A.S. USSR 850142, class In 01 D 27/00, 1981], containing the frame and fixed on it the inner and outer supporting elements, made in the form of a knitted sleeve, laid on the frame in a helical spiral, between which is placed a coalescing material.

Недостатком известного коалесцирующего патрона является сравнительно малое время наработки (время, при котором проскок жидкости и (или) механических примесей через патрон не превышает допустимой величины). Это происходит из-за неравномерного загрязнения коалесцирующего материала. В случае равномерной жидкостной нагрузки на всю поверхность патрона, насыщенность коалесцирующего материала жидкостью и механическими примесями в рабочих условиях неравномерна и возрастает к нижней его части. В связи с этим, со временем происходит забивание коалесцирующего материала в нижней части патрона механическими примесями, поступающими вместе со стекающей с верхних частей патрона скоагулированной жидкостью. При этом проницаемость по газу нижней части патрона падает, приводит к увеличению скорости потока через поры коалесцирующего материала в верхней его части. Повышение скорости потока приводит к срыву скоагулированной жидкости с внешней стороны коалесцирующего материала и уносу ее с газом. A disadvantage of the known coalescing cartridge is the relatively short operating time (the time at which the leakage of liquid and (or) solids through the cartridge does not exceed the permissible value). This is due to uneven contamination of the coalescing material. In the case of a uniform liquid load on the entire surface of the cartridge, the saturation of the coalescing material with liquid and mechanical impurities is not uniform under operating conditions and increases towards its lower part. In this regard, over time, clogging of the coalescing material in the lower part of the cartridge occurs with mechanical impurities coming together with the coagulated liquid flowing down from the upper parts of the cartridge. In this case, the gas permeability of the lower part of the cartridge decreases, leading to an increase in the flow rate through the pores of the coalescing material in its upper part. An increase in the flow rate leads to the breakdown of the coagulated liquid from the outside of the coalescing material and its entrainment with the gas.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является фильтр-патрон [см. ОИ ВНИИЭгазпрома, Серия: Подготовка и переработка газа и газового конденсата, выпуск 4. Опыт эксплуатации многофункциональных аппаратов на Уренгойском месторождении, Москва 1987, с.4-5], содержащий цилиндрический перфорированный каркас и закрепленный на нем фильтрующий материал. The closest in technical essence and the achieved result is a filter cartridge [see OI VNIIEgazprom, Series: Preparation and processing of gas and gas condensate, issue 4. Operational experience of multifunctional devices at the Urengoyskoye field, Moscow 1987, p.4-5], containing a cylindrical perforated frame and a filter material fixed on it.

Недостатком известного фильтра-патрона является также малое время наработки, увеличенная нагрузка на фильтрующий материал, увеличенный перепад и вторичный унос. A disadvantage of the known filter cartridge is also the short operating time, increased load on the filter material, increased differential and secondary ablation.

Задача, на решение которой направлено заявленное изобретение, выражается в увеличении срока службы и сохранении фильтрующей способности фильтра-патрона. The problem to which the claimed invention is directed is expressed in increasing the service life and maintaining the filtering ability of the filter cartridge.

Технический результат заявляемого изобретения заключается в уменьшении жидкостной нагрузки на фильтрующий материал. The technical result of the claimed invention is to reduce the liquid load on the filter material.

Поставленная задача и технический результат достигаются тем, что в известном фильтре-патроне, содержащем цилиндрический перфорированный каркас и закрепленный на нем фильтрующий материал, на наружной поверхности каркаса в верхней его части по образующей размещены одиночные пластины, а в нижней части установлены сдвоенные пластины, образуя желоба, причем желоба размещены таким образом, что находятся в промежутках, образованных верхними пластинами, между верхними пластинами укреплены полосы фильтрующего материала, нижние концы которых свернуты, вложены в верхние части желобов, в промежутках между желобами размещены полосы фильтрующего материала. Кроме того, фильтрующий материал выполнен в виде двух концентрически расположенных слоев, между которыми имеется свободное пространство, причем внутренний слой выполнен в виде полос, размещенных между соседними пластинами в верхней части и желобами в нижней. The task and technical result are achieved by the fact that in the known filter cartridge containing a cylindrical perforated frame and a filter material fixed on it, single plates are placed on the outer surface of the frame in its upper part along the generatrix, and double plates are installed in the lower part, forming troughs moreover, the grooves are arranged in such a way that they are in the gaps formed by the upper plates, between the upper plates are streaks of filter material, the lower ends of which rolled up, embedded in the upper parts of the troughs, in the spaces between the troughs are placed strips of filter material. In addition, the filter material is made in the form of two concentrically arranged layers, between which there is free space, and the inner layer is made in the form of bands placed between adjacent plates in the upper part and the grooves in the lower.

Сопоставительный анализ заявленного технического решения с прототипом показывает, что заявляемый фильтр-патрон отличается формой выполнения конструктивных элементов. Следовательно, заявляемый фильтр-патрон соответствует критерию "новизна". A comparative analysis of the claimed technical solution with the prototype shows that the inventive filter cartridge differs in the form of the structural elements. Therefore, the inventive filter cartridge meets the criterion of "novelty."

Признаки, отличающие заявляемое техническое решение от прототипа, не выявлены в других технических решениях при изучении данной области техники и, следовательно, обеспечивают заявленному техническому решению соответствие критерию "изобретательский уровень". Signs that distinguish the claimed technical solution from the prototype are not identified in other technical solutions when studying this technical field and, therefore, provide the claimed technical solution with the criterion of "inventive step".

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлен фильтр-патрон в разрезе; на фиг. 2 - сечение А-А; на фиг. 3 - сечение Б-Б. The invention is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows a filter cartridge in section; in FIG. 2 - section aa; in FIG. 3 - section BB.

Фильтр-патрон содержит цилиндрический перфорированный каркас 1, выполненный из трубы, и закрепленный на нем фильтрующий материал. На каркасе 1 в верхней его части на наружной поверхности по образующей размещены одиночные пластины 2. В нижней части установлены сдвоенные пластины 3, которые образуют желоба 4. Желоба размещены таким образом, что находятся в промежутках, образованных одиночными пластинами 2, между которыми укреплены полосы фильтрующего материала 5, нижние концы полос свернуты и вложены в верхние части желобов 4. В промежутках между желобами размещены полосы фильтрующего материала. Фильтрующий материал выполнен в виде двух концентрически расположенных слоев. Внутренний слой выполнен в виде полос 6. Наружный фильтрующий слой выполнен в виде фильтрующего рукава 7. The filter cartridge contains a cylindrical perforated frame 1 made of a pipe, and a filter material mounted on it. On the frame 1 in its upper part on the forming surface there are single plates 2. In the lower part there are double plates 3 that form the grooves 4. The grooves are placed in such a way that they are in the gaps formed by the single plates 2, between which the filter strips are fixed 5, the lower ends of the strips are folded and nested in the upper parts of the grooves 4. In the spaces between the grooves are placed strips of filter material. The filter material is made in the form of two concentrically arranged layers. The inner layer is made in the form of strips 6. The outer filter layer is made in the form of a filter sleeve 7.

Фильтр-патрон работает следующим образом. Газожидкостная смесь поступает во внутреннюю полость патрона и, проходя через полосы 5, предварительно очищается от жидкости и механических примесей. Отфильтрованная жидкость стекает в нижнюю часть патрона, причем жидкость из верхней половины патрона отводится по желобам 4, минуя полосы в нижней половине патрона. Газожидкостная смесь далее поступает в пространство между полосами 6 и рукавом 7, которое выполняет роль гравитационного сепаратора. При этом часть крупных капель жидкости, сорвавшихся с внешней поверхности полос, падает на монтажную тарелку. Далее поток проходит через рукав 7, где окончательно очищается. The filter cartridge works as follows. The gas-liquid mixture enters the internal cavity of the cartridge and, passing through the strip 5, is preliminarily cleaned of liquid and mechanical impurities. The filtered liquid flows into the lower part of the cartridge, and the liquid from the upper half of the cartridge is discharged through the grooves 4, bypassing the strip in the lower half of the cartridge. The gas-liquid mixture then enters the space between the strips 6 and the sleeve 7, which acts as a gravitational separator. At the same time, part of the large drops of liquid that have torn from the outer surface of the strips fall onto the mounting plate. Further, the flow passes through the sleeve 7, where it is finally cleaned.

В процессе работы происходит засорение поверхности полос механическими примесями. При этом увеличения перепада давления на патроне не происходит, поскольку полосы отходят от поверхности трубы и между кромкой полос и пластинами образуется зазор. Часть газового потока начинает поступать через зазор, однако значительная часть капельной жидкости и механических примесей попадает на поверхность фильтрующих полос за счет сил инерции и стекает вниз. Поскольку боковые кромки полос не пропускают жидкость наружу, вторичного уноса жидкости с полос вместе с проходящим по зазору газом не происходит Все это приводит к значительно меньшему загрязнению поверхности рукава. In the process, the surface of the strips becomes clogged with mechanical impurities. In this case, the pressure drop on the cartridge does not increase, since the strips extend from the surface of the pipe and a gap is formed between the edge of the strips and the plates. Part of the gas flow begins to flow through the gap, however, a significant part of the droplet liquid and mechanical impurities falls on the surface of the filtering bands due to inertia and flows down. Since the lateral edges of the strips do not allow fluid to flow out, there is no secondary entrainment of fluid from the strips with the gas passing through the gap. All this leads to significantly less contamination of the sleeve surface.

Claims

1. The filter cartridge containing a cylindrical perforated frame and a filter material fixed on it, characterized in that on the outer surface of the frame in the upper part along the generatrix there are single plates, and double plates are installed in the lower part, forming grooves, and the grooves are placed so that are in the gaps formed by the upper plates, between the upper plates are streaks of filter material, the lower ends of which are folded and embedded in the upper parts of the grooves, in the gaps between the gutters The strips of filter material are both placed.

2. The filter cartridge according to claim 1, characterized in that the filter material is made in the form of two concentrically arranged layers between which there is free space, the inner layer being made in the form of strips placed between adjacent plates in the upper part and the grooves in the lower.

3. The filter cartridge according to claim 1, characterized in that the side edges of the strips are fused.